随着制造业的快速发展，传统的手工焊接已经不能满足现代高科技产品的质量和数量要求。现代焊接生产科技正朝着机械化、自动化和数位化的方向发展。近年来，焊接自动化在实际工程中的应用已迅速发展成为先进生产科技的重要组成部分。本文介绍了不同焊接方法的特点和应用，焊接技术的发展趋势及其在智慧生产中的影响。

真空扩散焊技术广泛应用于机械工程、造船、建筑工程、电力设备生产、航空航天等领域。焊接工艺特点：

①节省金属材料，结构重量轻。

②焊接工艺简单，生产效率高。

③焊接接头具有良好的机械财产和密封财产。

④通过形成这种重金属结构，可以充分利用数据的特性。

随着金属的应用，焊接技术逐渐兴起和发展。

1885年碳弧焊的出现标志着现代焊接技术的开始。在上世纪初，使用了碳弧焊和气焊。

20世纪30年代，美国人罗宾诺夫发明了使用焊丝和焊剂的电弧焊接，进一步发展了焊接机械化。

1951年，苏联巴顿焊接研究所建立了电渣焊，为大厚度零件提供了一种有效的焊接方法。

1953年，二氧化碳气体保护焊的出现促进了气体保护焊科技的应用和发展。

1957年，美国仪器发明了等离子弧焊。20世纪60年代，出现了电子束和激光焊接等先进的焊接方法，使焊接技术的发展达到了一个新的水平。

20世纪80年代，随着工业机器人在发达工业国家的普及，焊接技术开始向自动化发展。

智慧焊接机器人的应用是焊接技术自动化的重要标志。焊接机器人属于工业机器人范畴，是电子集成控制的综合产品，是整个数位化工厂系统的重要组成部分。许多数位化科技的发展对焊接机器人的发展具有一定的参考价值。例如，虚拟实境科技可以模拟焊接机器人的焊接过程。智慧感测器科技的发展为焊接机器人提供了视觉、听觉、改进的触摸和其他感测器功能。焊接机器人正逐渐应用于各种工业自动化生产。为了发展智慧生产，我们需要加强机器人焊接技术的可靠性，专注于改进加工技术，提高产品品质和市场竞争力。

在数位化转型和智能化生产的兴起下，电脑、微电子、数控、信息处理、工业机器人、激光技术等世界上许多高科技和高科技科研成果被广泛应用于焊接领域，为焊接技术和智慧生产的发展创造了高附加值。作为先进生产科技的重要组成部分，焊接技术将与其他能源利用科技相结合，成为智慧生产的重要基石，实现生产方法的创新。现时，许多工业产品没有焊接技术是无法制造的。真空扩散焊已深入现代工业生产，在智能化生产中发挥了非常重要和不可替代的作用。

图1智慧制造基石

各种焊接方法及其应用

根据焊接过程中加热程度和工艺特点的不同，焊接方法可分为三类：

（1）熔焊，包括电弧焊、气焊、电子束焊、激光焊等；

（2）压力焊接，包括电阻焊接、摩擦焊接、超声波焊接、爆炸焊接等；

（3）焊接分为焊接和焊接。

图2焊接分类图

2.1熔焊

熔焊是指在焊接过程中，金属组合在高温的影响下进入熔化状态以形成实心焊接接头的焊接方法。它的特点是：结合金属的局部熔化需要一个能量集中、热量充足的热源，然后冷却晶体，使颗粒或原子彼此达到网格的距离，从而形成结合力；必须有效保护焊缝不与空气接触，以避免改变焊缝成分和不良性能。

熔焊包括电弧焊、气焊、电子束焊、激光焊等。

图3熔焊分类图

电弧焊是利用电弧作为热源的熔焊方法，包括焊条电弧焊、埋弧焊、气体保护焊、等离子弧焊等。焊条电弧焊是用手工操纵焊条进行焊接的电弧焊方法，因此焊缝的质量取决于焊工的操作科技。埋弧焊是电弧在焊剂层下燃烧进行焊接的方法，有焊接生产率高、成本较低、焊缝质量好、劳动条件好等优点，是现时广泛使用的一种生产效率较高的机械化焊接方法。但颗粒状的焊剂使得埋弧焊只能进行平面焊接，如果焊接面倾斜太大，很可能焊接失败；且埋弧焊不适合焊接薄板和短焊缝。埋弧焊适用于5mm以上较厚的工件，碳素结构钢、低合金结构钢、不锈钢、耐热钢以及某些有色金属都可用埋弧焊的管道。

最能发挥埋弧焊快速、高效特点的生产领域是造船、锅炉、化工容器、大型金属结构等工业制造部门。例如，工业锅炉钢架中的梁柱在采用焊条电弧焊焊接时，由于是单条焊缝焊接，效率低，焊后箱型梁易产生扭曲；改用埋弧焊进行双边角缝焊接后，焊件的扭曲问题得到解决，且焊接效率提升。今后随着对埋弧焊焊接管道的改进，其将在箱型梁的焊接中得到更为广泛的应用。

气体保护焊是一种用外加气体作为电弧介质并保护电弧和焊接区的电弧焊，氩弧焊和二氧化碳气体保护焊是两种应用较为普遍的气体保护焊。氩弧焊又称氩气体保护焊，就是在电弧焊的周围通上氩弧保护性气体，将空气隔离在焊区之外，防止焊区的氧化。因而氩弧焊有焊件不易氧化、焊接热影响区小，焊件不易变形、焊缝致密成形美观等优点；但其设备成本较高且辐射大。氩弧焊主要用于焊接易氧化的有色金属和合金钢，如铝、镁、钛及其合金、不锈钢等。同时为降低焊接成本，氩弧焊应尽量在室内进行。

激光焊是一种以聚焦的激光束作为能源轰击焊件所产生的热量进行焊接的方法。激光焊有以下优点：焊件不易被氧化，可在空气中焊接；不需与工件接触，可焊接难以接近的接头；焊接热影响区极小，焊件变形量极小。但其设备有效系数低、功率较小，焊接厚度受限。激光焊特别适用于焊接排列密集、对受热敏感的焊件，现时已广泛应用于汽车工业、电子工业、机械制造、感测器行业等。

在汽车工业中，激光焊接可以达到两块钢板之间的分子结合，从而提升车身强度和结合精度；此外，采用激光焊接可以在汽车制造中用更多的冲压件代替铸造件，用连续的激光焊缝代替分散的点焊缝，可以减少搭接宽度，降低车身结构本身的体积，从而减少车身的重量，满足了汽车节能减排的要求。因此，激光焊接技术通常被用于车身焊接的关键工位以及对工艺有特殊要求的部位，如用于车顶与侧围外板焊接能解决焊接强度、效率、外观及密封性的问题；用于后盖焊接可解决直角搭接问题；用于车门总成的激光拼焊可有效提高焊接质量及效率。现时激光焊接技术已经被世界上部分生产高档轿车的大汽车制造商和领先的配件供给商所采用。

2.2压焊

压焊指在加热或不加热状态下对组合焊件施加一定压力，使其产生塑性变形或融化，并通过再结晶和扩散等作用，使两个分离表面的原子达到形成金属键而连接的焊接方法。其特征为：若加热，则加热的目的是为使金属软化，使数据在施加压力下更易产生塑变；变形小，裂纹少。

压焊包括电阻焊、摩擦焊、超声波焊、爆炸焊等。

图4压焊分类图

电阻焊接是一种利用通过焊接部分和接触部分的电流产生的电阻热作为热源来局部加热焊接部分并同时对焊接加压的方法。电阻焊具有生产效率高、成本低、节省数据、易于自动化等优点，但现时还没有可靠的无损检测方法，只能通过破坏性试验来检测焊接质量。电阻焊分为电阻点焊、缝焊和凸焊。

摩擦焊接是一种压接方法，利用焊接件表面之间摩擦产生的热量使端面处于热塑性状态，然后快速锻造完成焊接。其优点是：焊件的焊接表面不易氧化，接头质量好，不易产生缺陷，废品率低，操作简单，成本低。然而，由于焊机电机功率的限制，现时可摩擦焊接的最大截面为20000mm2。同时，摩擦焊机的一次性投资成本较高。

超声波焊接使用高频振动波传输到需要焊接的两个物体的表面。在压力下，物体的两个表面相互摩擦，形成分子层之间的融合。其优点是：清洁无污染，对焊接金属表面要求低，可焊接氧化或电镀，成本低，效率高，易于实现自动化生产。然而，超声波焊接所需的功率随着工件厚度和硬度的新增呈指数增长，因此它仅限于焊丝、箔、薄板、带材和其他薄件的焊接，并且在许多情况下仅适用于搭接接头。超声波焊接技术广泛应用于微电子器件和精加工工艺，如锂离子电池行业的应用。在铝壳电池的制造过程中，采用超声波焊接机对层数较多的电极接线片进行预焊，然后需要焊接焊接后的电极接线头和盖板接线片接头。在软包装电池的生产中，正极和负极的电极接头需要分别焊接在正极和负极接头上并缠绕。在此过程中，极接头焊接需要使用超声波焊机。

2.3钎焊

钎焊是指在将填充金属加热到低于填充金属和填充金属的熔点，同时达到填充金属的熔化温度后，用液态填充金属填充固体工件的间隙，从而连接金属的焊接方法。根据焊料的熔点，可分为钎焊和硬钎焊。

钎料的熔点低于450℃，接头强度低。用于无应力或工作温度低的工件。它主要用于电子工业。最常见的是锡铅合金作为填充金属的焊接。通常需要使用软焊料来改善其润湿性。焊料有很多种，在电子工业中常用的是松香和氯化锌溶液。

钎料的熔点高于450℃，接头强度高。通常使用银基和铜基填充金属，它们适用于高工作应力和高环境温度的场合。例如，硬质合金工具和地质钻头的焊接。加热方法包括火焰加热、高频感应加热等。常用的填充金属是硼砂和硼酸。

更多焊接方法的特点和应用见表1：

表1各焊接管道及其应用

焊接技术发展趋势

焊接技术广泛应用于许多重要的工业领域，为促进工业发展做出了贡献，焊接技术已成为一项重要的制造技术。焊接技术随着工业及科技的发展和进步，其发展呈现以下趋势：

1、提高焊接生产率，推动焊接工艺的高速化和高效化。提高生产率的方法有两种：第一是提高焊接焊接率，第二种方法是减少坡口截面和金属焊接，最突出的成果是窄间隙焊接。窄间隙焊接以气体保护焊为基础，采用单丝、二丝、三丝进行焊接，无论接头厚度如何，均可采用接合形式，所需熔敷金属量降低数倍、几十倍，从而大大提高生产率。高效、快速、高品质的焊接方法将成为焊接技术的主力军。

2、焊接管道智能化、自动化水平的提高是当今世界先进工业国的重点发展方向。焊接管道的智能化、自动化水平主要体现在焊接机器人科技的发展水平上，现时广泛应用的焊接机器人大多属于示教再现型。由于这样机器人不具备对工件的组装误差、焊接中的热变形等环境变化及工作对象的变化的调节能力，因此具有新一代的多种传感功能开发能够自动创建焊接参数的智慧型机器人将成为主要发展方向。

3、焊接技术的前进离不开新兴技术和数据的发展。例如，陶瓷材料和复合材料的发展促进了真空钎焊、真空扩散焊的发展，航天科技的发展也将促进空间焊接技术的发展。

4、继续开发和研究新热源。焊接技术几乎运用了全世界所有可用的热源，其中包括火焰、电弧、电阻、超声波、摩擦、等离子体、电子束、激光束、微波等，历史上所有热源的出现，都伴随着新焊接技术的出现。但是，到目前为止，焊接热源的开发和研究还没有结束。

5、节能环保焊接技术的发展成为必然趋势。众所周知，焊接耗能非常大，许多新技术的出现就是为了实现这一节能目标。例如电阻点焊，利用电子技术的发展，将交流点焊机改为二次整流点焊机，可以提高焊机的功率因素，减少焊机容量，达到相同的焊接效果。

焊接技术进步的显著表现是焊接工艺从机械化向自动化、智能化、信息化发展。未来的焊接技术，一方面要开发新的焊接方法、焊接设备和焊接材料，进一步提高现有电弧、等离子弧、电子束、激光等焊接能量的改善等焊接质量和安全可靠性。运用电子技术和控制科技，改进电弧的技术性能，开发可靠轻巧的电弧跟踪方法。

另一方面，焊机要实现程序控制、数控等，提高焊接机械化和自动化水平。开发一种从准备工序、焊接到质量监控全过程自动化的专用焊机，在自动焊接生产线上，可以推广和扩大数控焊接机器人和焊接机器人，提高真空扩散焊生产水平，改善焊接卫生安全条件。

结束语

焊接技术在当前我国社会发展过程中，已被人们广泛应用于各个领域，这不仅有助于我国社会经济的发展建设，也给人们的生活带来便利。

并且，为了提高焊接加工技术水平和工作效率，人们也将许多先进的科学技术和理念应用于其中，新型焊接技术的应用、焊接自动化以及机器人的发展和多种高新技术在焊接领域的应用，必将提高焊接领域的自动化程度，提高生产效率从而有效地推动我国制造行业的发展。